Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · Navarra · 2023

En la membrana del tilacoide se localiza una parte del aparato fotosintético.

a) Explica la estructura del orgánulo celular al que se hace referencia indicando sus partes.
b) Nombra los procesos que tienen lugar en la membrana tilacoidal y escribe su reacción global.
c) Indica los pigmentos que intervienen en este proceso y su función.

$\textbf{a) Explica la estructura del orgánulo celular al que se hace referencia indicando sus partes.}$

El orgánulo es el cloroplasto, propio de las células vegetales y de las algas.

Está delimitado por una envoltura de dos membranas, la externa y la interna, separadas por un espacio intermembranoso; a diferencia de la mitocondria, la membrana interna no forma repliegues.

En su interior se encuentra el estroma, un medio acuoso donde están las enzimas del ciclo de Calvin, el DNA circular propio del orgánulo, ribosomas $70S$ e inclusiones de almidón y de lípidos.

Inmerso en el estroma hay un tercer sistema de membranas: los tilacoides, sáculos aplanados que encierran un espacio interno propio, el lumen tilacoidal. Los tilacoides se apilan formando los grana, y unas prolongaciones llamadas laminillas intergranales los comunican entre sí. En la membrana de los tilacoides se sitúan los fotosistemas, la cadena de transporte electrónico y la ATP-sintasa.

El DNA propio y los ribosomas $70S$ son, junto con la doble membrana, los argumentos que sostienen su origen endosimbiótico.

$\textbf{b) Nombra los procesos que tienen lugar en la membrana tilacoidal y escribe su reacción global.}$

En la membrana tilacoidal transcurre la fase luminosa de la fotosíntesis, que comprende la captación de la luz por los fotosistemas, la fotólisis del agua, el transporte de electrones a lo largo de la cadena fotosintética, la fotofosforilación del ADP por la ATP-sintasa y la reducción del $\text{NADP}^{+}$.

Su reacción global es:

$2\,\text{H}_2\text{O} + 2\,\text{NADP}^{+} + 3\,\text{ADP} + 3\,\text{P}_i \xrightarrow{\ \text{luz}\ } \text{O}_2 + 2\,\text{NADPH} + 2\,\text{H}^{+} + 3\,\text{ATP}$

$\textbf{c) Indica los pigmentos que intervienen en este proceso y su función.}$

Intervienen dos grupos de pigmentos, todos ellos alojados en la membrana de los tilacoides.

Las clorofilas $a$ y $b$ son el pigmento principal: un anillo de porfirina con magnesio en el centro y una cola de fitol que las ancla a la membrana. Absorben sobre todo en el azul y en el rojo, y reflejan el verde. Su función es captar la energía luminosa; la clorofila $a$ del centro de reacción es, además, el único pigmento que cede electrones excitados a la cadena de transporte.

Los carotenoides —carotenos y xantofilas— son pigmentos accesorios de color amarillo y anaranjado. Absorben longitudes de onda que la clorofila no aprovecha y le transfieren esa energía, ampliando el espectro útil; y protegen al aparato fotosintético disipando el exceso de radiación, que de otro modo generaría formas reactivas del oxígeno.